Поиск

Помогите, пожалуйста, с поиском ошибки в схеме. Была работающая схема на идеальных ОУ в multisim, потом идеальные ОУ были заменены на реальные и все перестало работать. При запуске схемы осциллограф показывает по нулям со всех 4 каналов, потом выдает ошибку. Проверка и детальное сравнение всех соединений успеха не принесли. Прошу не кидаться тапками, я новичок в этом деле, поэтому возможны примитивные ошибки. Схема моделирует Катастрофу голубого неба. Схема-016-n004.ms12 Схема-016-изначальная.ms12

CC1312R – беспроводная система-на-кристалле, поддерживающая стек протоколов TI 15.4-Stack, и предназначенная для создания интеллектуальных узлов сетей стандартов Wireless M-Bus, IEEE 802.15.4g с поддержкой протокола IPv6 (6LoWPAN), KNX RF, Wi-SUN®. CC1312R содержит в своём составе гибко конфигурируемый приёмопередатчик со сверхмалым потреблением, а также 48 МГц процессор ARM® Cortex®-M4F повышенной производительности. Также CC1312R входит в состав платформы SimpleLink™, в которой имеются как устройства для работы в сетях Wi-Fi®, Bluetooth® Low Energy, Thread, Zeegbee и субгигагерцового диапазона, так и микроконтроллеры для хост-узлов. Подробнее >>

Данный полосовой фильтр (см.рисунок) обеспечивает пропускание входных сигналов в диапазоне 10…100 кГц с ослаблением -40 дБ. Опорный сигнал, подаваемый на неинвертирующий вход, позволяет подстраивать постоянную составляющую выходного сигнала. Полюсы частотной характеристики данной схемы выбраны за пределами целевого частотного диапазона (10…100 кГц), чтобы минимизировать искажения полезного сигнала. Рекомендуем обратить внимание: напряжение на неинвертирующем входе должно находится в рамках разрешенного диапазона синфазных напряжений для выбранного ОУ; сопротивление резистора R3 должно быть минимально возможным, чтобы обеспечивать высокую нагрузочную способность и не сталкиваться с проблемами стабильности; частота второго полюса (fp3) должна быть как минимум в два раза выше, чем частота первого полюса (fp2). Порядок расчета>> Поваренная книга разработчика аналоговых схем: Операционные усилители, глава 15 Тим Грин, Пит Семиг, Колин Веллс (Texas Instruments) Представляем перевод главы из «Поваренной книги разработчика аналоговой электроники», созданной инженерами компании Texas Instruments (TI). Поваренная книга – сборник рецептов, а данный цикл статей – сборник стандартных схем с операционными усилителями. Каждой схеме посвящена отдельная статья, содержащая пример типового расчета с указанием формул и последовательности действий. Результаты расчетов дополнительно проверяются в программе SPICE-моделирования. Расчеты выполнены для конкретных усилителей из производственной линейки TI. Разработчик может использовать и другие изделия. От читателя требуется понимание базовых принципов работы операционных усилителей. Мы продолжим публиковать на сайте compel.ru переводы статей этого цикла. Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства. Оформить подписку>>

Компараторы используются, чтобы сравнить два входных сигнала и сформировать выходной сигнал в зависимости от того, какой из входных сигналов больше (см.рисунок). Шум или дребезг входных сигналов могут привести к множественным переключениям компаратора. Для борьбы с такими переключениями используется гистерезис, устанавливающий верхнюю и нижнюю границу переключения. Рекомендуем обратить внимание: следует использовать компаратор с минимальным собственным током потребления; точность задания пороговых значений гистерезиса определяется точностью номиналов резисторов; задержка срабатывания определяется параметрами используемого компаратора. Расчет схемы> Поваренная книга разработчика аналоговых схем: Операционные усилители, глава 25 Тим Грин, Пит Семиг, Колин Веллс (Texas Instruments) Представляем перевод главы из «Поваренной книги разработчика аналоговой электроники», созданной инженерами компании Texas Instruments (TI). Поваренная книга – сборник рецептов, а данный цикл статей – сборник стандартных схем с операционными усилителями. Каждой схеме посвящена отдельная статья, содержащая пример типового расчета с указанием формул и последовательности действий. Результаты расчетов дополнительно проверяются в программе SPICE-моделирования. Расчеты выполнены для конкретных усилителей из производственной линейки TI. Разработчик может использовать и другие изделия. От читателя требуется понимание базовых принципов работы операционных усилителей. Мы продолжим публиковать на сайте compel.ru переводы статей этого цикла. Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства. Оформить подписку>>

Поговорим о дифференциальных ограничительных диодах, которые могут присутствовать в некоторых ОУ (см.рисунок) Изменения в поведении ОУ зачастую можно заметить в базовых неинвертирующих схемах, в том числе — при работе простого буферного повторителя G = 1. Рассмотрим воздействие ступенчатого импульса напряжения. Выход не может сразу же отреагировать на появление сигнала на входе. Если напряжение импульса больше 0,7 В, то D1 откроется, а сигнал на неинвертирующем входе будет искажен. В течение этого периода, пока операционный усилитель формирует напряжение на выходе, на входе будет наблюдаться бросок тока высокого значения. В конце концов, когда сигнал на выходе «догонит» сигнал на входе, все снова придет в норму. Многие приложения работают с медленными или ограниченными по амплитуде сигналами, скорость изменения которых значительно ниже скорости нарастания ОУ, поэтому описанное выше поведение наблюдаться не будет. В других приложениях, даже при быстром изменении входного напряжения, переходный ток на входе ОУ не оказывает отрицательного влияния на работу схемы. Но в некоторых особых случаях выбросы входного тока могут вызвать проблемы. Примером служит мультиплексированная система сбора данных. Подробнее>> Брюс Трамп "Руководство по проектированию устройств с операционными усилителями", глава 30. Мы продолжаем публиковать на сайте compel.ru переводы глав руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей. Статья является частью руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей (ОУ) – от выбора типа ОУ до тайных приемов опытного разработчика и хитростей отладки. Руководство написано Брюсом Трампом, инженером-разработчиком с почти тридцатилетним стажем, успевшим до Texas Instruments поработать в легендарной компании Burr-Brown. В настоящее время Трамп является ведущим блогером информационного ресурса Texas Instruments “E2E” по аналоговой тематике и готовит к печати книгу об операционных усилителях. Всего Брюсом написана 31 глава по данной теме. Мы постепенно опубликуем их все. Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства, чтобы как можно быстрее начать использовать тайные приемы и хитрости опытного разработчика в своей работе. Оформить подписку>>

Инструментальные усилители очень часто используют для усиления низковольтных сигналов с датчиков для дальнейшего измерения с помощью АЦП. Инструментальные усилители, как правило, оптимизированы для получения низкого уровня шумов, минимального смещения и дрейфа. К сожалению, полоса пропускания многих инструментальных усилителей оказывается недостаточной для совместной работы с быстродействующими АЦП при использовании максимальной частоты дискретизации. В этой части цикла статей мы расскажем, каким образом следует выбирать частоту дискретизации для получения хорошей переходной характеристики. Стоит отметить, что многие инструментальные усилители оптимизированы для работы с высоковольтным питанием и могут использоваться для нормирования высоковольтных входных сигналов (например, с ±15 В до 5 В) перед их подачей на низковольтный вход АЦП. В рассматриваемой схеме для защиты входа АЦП от перенапряжений предлагается использовать диоды Шоттки и последовательный резистор. В статье рассматривается пример с мостовым датчиком, однако предлагаемая схема подойдет и для широкого спектра других дифференциальных датчиков. В следующей части будет рассмотрена модифицированная схема с дополнительным буферным усилителем, который позволяет достичь максимальной частоты дискретизации. Рассматриваемая схема (см.рисунок) подходит для всех мостовых датчиков и модулей с аналоговыми входами, требующих прецизионного измерения и обработки сигналов. Обратите внимание: выбирайте коэффициент усиления в соответствии с рекомендуемым диапазоном входных напряжений АЦП. При необходимости используйте референсный вход инструментального усилителя для смещения выходного сигнала. Подробнее об этом рассказывается в разделе «Расчет схемы»; диоды Шоттки необходимы для защиты входа АЦП от напряжений, выходящих за рамки диапазона допустимых входных напряжений. Хорошим выбором для данной схемы становится диодная сборка BAT54S, объединяющая сразу два диода Шоттки. Эти диоды отличаются низким током утечки и низким прямым падением напряжения. Подробнее об использовании диодов Шоттки рассказывается в разделе «Расчет схемы»; резистивный делитель и буферный усилитель необходимы для формирования сигнала смещения, подаваемого на референсный вход инструментального усилителя. Выбирайте для этой схемы прецизионные резисторы и усилитель с минимальным смещением. Более подробную информацию можно прочитать в документе «Selecting the right op amp»; проверьте, что усилитель работает с допустимым диапазоном синфазных напряжений. Для этого используйте утилиту Common-Mode Input Range Calculator for Instrumentation Amplifiers; для уменьшения искажений используйте керамические C0G-конденсаторы (CCM1, CCM2, CDIF, и Cfilt); для задания коэффициента усиления используйте прецизионные и стабильные пленочные резисторы 0,1% 20ppm/°C (резистор Rg). Дрейф сопротивления и погрешность резистора Rg напрямую определяют дрейф и погрешность усиления схемы; в учебных видео TI Precision Labs – ADCs рассказывается о выборе компонентов Cfilt и Rfilt применительно к операционным усилителям. Аналогичные рассуждения с небольшими изменениями справедливы и для инструментальных усилителей. Для получения подробной информации обратитесь к видео «Introduction to SAR ADC Front-End Component Selection». Выбор компонентов и расчеты>> Поваренная книга разработчика аналоговых схем: аналого-цифровые преобразователи, глава 11 Представляем перевод главы из «Поваренной книги разработчика аналоговой электроники. АЦП», созданной инженерами компании Texas Instruments (TI). Многим уже знаком аналогичный цикл об операционных усилителях. Но АЦП – не менее важная часть сигнального тракта, а секретов и тонкостей в его применении никак не меньше. Приведены конкретные схемотехнические примеры, пошаговые инструкции с формулами, позволяющими адаптировать схему к конкретному проекту. Результаты расчетов дополнительно проверяются в программе SPICE-моделирования. Для каждой схемы рекомендован как минимум один АЦП производства TI, однако разработчик может использовать и другие изделия компании. От читателя требуется понимание базовых принципов работы АЦП. Мы продолжим публиковать на сайте compel.ru переводы глав этого цикла. Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства. Оформить подписку>>

При проектировании операционного усилителя разработчики часто задаются вопросом, как будут подключаться входы ОУ, будут ли обращаться с ними с осторожностью или есть вероятность того, что их могут небрежно подключить напрямую к сети переменного тока? Мы все хотим сделать свое оборудование надежным, способным выдерживать самое жесткое обращение, поэтому в этом разделе я объясню, как входы ОУ защищают от электрических перенапряжений (Electrical over-stress, EOS). OPA320 – типичный представитель операционных усилителей. В перечне его предельных рабочих параметров приводятся значения максимального напряжения питания, максимального входного напряжения и тока (см. таблица, рисунок). В примечании указано, что если вы ограничиваете входной ток, то вам не нужно ограничивать входное напряжение. Внутренние ограничительные диоды выдерживают ток до ±10 мА. Однако ограничение тока при высоковольтных перегрузках может потребовать использования значительного последовательного входного сопротивления, которое приведет к увеличению шума, уменьшению полосы пропускания и, возможно, созданию других ошибок. Ограничительные диоды начинают включаться, когда значение входного напряжения превышает значение напряжения питания примерно на 0,6 В. Многие устройства обычно выдерживают более высокое значение тока, но прямое падение напряжения при этом резко возрастает, увеличивая вероятность повреждения. Подробнее>> Брюс Трамп "Руководство по проектированию устройств с операционными усилителями", глава 29. Мы продолжаем публиковать на сайте compel.ru переводы глав руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей. Статья является частью руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей (ОУ) – от выбора типа ОУ до тайных приемов опытного разработчика и хитростей отладки. Руководство написано Брюсом Трампом, инженером-разработчиком с почти тридцатилетним стажем, успевшим до Texas Instruments поработать в легендарной компании Burr-Brown. В настоящее время Трамп является ведущим блогером информационного ресурса Texas Instruments “E2E” по аналоговой тематике и готовит к печати книгу об операционных усилителях. Всего Брюсом написана 31 глава по данной теме. Мы постепенно опубликуем их все. Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства, чтобы как можно быстрее начать использовать тайные приемы и хитрости опытного разработчика в своей работе. Оформить подписку>>

Данная схема инвертирующего усилителя со входным смещением используется для преобразования входного сигнала -1…2 В в положительный сигнал 0,05…4,95 В (см.рисунок). Схема может применяться для масштабирования и смещения сигнала датчика с целью дальнейшей оцифровки при помощи АЦП. Рекомендуем взять на заметку: следует использовать операционный усилитель в линейном рабочем диапазоне напряжений. Он определяется в схеме с разомкнутой обратной связью (AOL); синфазное напряжение усилителя равно напряжению смещения; источник опорного напряжения Vref может быть образован резистивным делителем; входное сопротивление схемы тождественно сопротивлению R2; для обеспечения стабильности следует использовать резисторы обратной связи с номиналом менее 100 кОм. Использование высокоомных резисторов уменьшит запас по фазе, но вызовет повышение уровня собственных шумов схемы; частота среза схемы зависит от произведения коэффициента усиления на полосу пропускания (GBP) выбранного ОУ; дополнительную фильтрацию можно осуществить посредством добавления параллельно резистору R конденсатора, который тоже способствует повышению устойчивости схемы. Расчет схемы> Поваренная книга разработчика аналоговых схем: Операционные усилители, глава 24 Тим Грин, Пит Семиг, Колин Веллс (Texas Instruments) Представляем перевод главы из «Поваренной книги разработчика аналоговой электроники», созданной инженерами компании Texas Instruments (TI). Поваренная книга – сборник рецептов, а данный цикл статей – сборник стандартных схем с операционными усилителями. Каждой схеме посвящена отдельная статья, содержащая пример типового расчета с указанием формул и последовательности действий. Результаты расчетов дополнительно проверяются в программе SPICE-моделирования. Расчеты выполнены для конкретных усилителей из производственной линейки TI. Разработчик может использовать и другие изделия. От читателя требуется понимание базовых принципов работы операционных усилителей. Мы продолжим публиковать на сайте compel.ru переводы статей этого цикла. Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства. Оформить подписку>>

Когда я говорю о неиспользуемых операционных усилителях, я не имею в виду микросхемы, лежащие у вас на полке (для их хранения следует использовать антистатические пакеты). Что делать с теми ОУ, которые находятся на печатной плате? Например, неиспользуемым может оказаться один из усилителей в микросхеме, содержащей четыре или два интегральных ОУ. В таких случаях лучшим вариантом будет подключение неиспользованных ОУ по схеме с обратной связью (см.рисунок). Схема буфера с единичным усилением является очевидным выбором, поскольку она не требует дополнительных компонентов (см.рисунок б). Оставшийся вход следует подключить к напряжению в пределах допустимого входного диапазона. Не стоит оставлять входы неподключенными. Также следует избегать подключений, которые могут вызвать перегруз входа или выхода либо перевести усилитель в неопределенное состояние с высоким уровнем шумов (см.рисунок 67а). Можно также дать рекомендации по выполнению трассировки печатной платы. Рассматривайте неиспользуемые операционные усилители как потенциал для выполнения возможных модификаций. Вы можете найти применение для свободного ОУ в процессе доработки или при будущем развитии вашего устройства. Думайте о перспективах! Сделайте подключения к неиспользуемым операционным усилителям на верхних и нижних слоях печатных платах, где изменения можно сделать достаточно просто. Можно оставить посадочные места для компонентов обратной связи с проводниками, которые можно легко отрезать. Подробнее>> Брюс Трамп "Руководство по проектированию устройств с операционными усилителями", глава 28. Мы продолжаем публиковать на сайте compel.ru переводы глав руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей. Статья является частью руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей (ОУ) – от выбора типа ОУ до тайных приемов опытного разработчика и хитростей отладки. Руководство написано Брюсом Трампом, инженером-разработчиком с почти тридцатилетним стажем, успевшим до Texas Instruments поработать в легендарной компании Burr-Brown. В настоящее время Трамп является ведущим блогером информационного ресурса Texas Instruments “E2E” по аналоговой тематике и готовит к печати книгу об операционных усилителях. Всего Брюсом написана 31 глава по данной теме. Мы постепенно опубликуем их все. Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства, чтобы как можно быстрее начать использовать тайные приемы и хитрости опытного разработчика в своей работе. Оформить подписку>>

Данная схема с однополярным питанием способна измерять ток, протекающий через токоизмерительный резистор, в диапазоне ±0,50…±10 A (см.рисунок). Усилитель тока позволяет работать со входными синфазными напряжениями 0…75 В. Дифференциальный усилитель преобразует входной однополярный сигнал в выходной дифференциальный ±5 В. Дифференциальный сигнал поступает на АЦП последовательного приближения с частотой выборки до 1 MSPS. Изменяя номиналы компонентов, можно влиять на величину дифференциальных токов. Данная схема используется в различных приложениях, требующих точных измерений, в том числе – в системах мониторинга аккумуляторов, в тестовом оборудовании и в радиопередатчиках базовых станций. Рекомендуем обратить внимание: Расчет сопротивления токоизмерительного резистора и выбор усилителя тока выполняется с учетом исходных данных: диапазона измеряемых токов и синфазного напряжения. Подробнее этот вопрос рассматривается в разделе «Расчет схемы». Коэффициент усиления дифференциального усилителя определяется исходя из диапазона выходных напряжений усилителя тока, допустимого диапазона входных напряжений АЦП и диапазона выходных напряжений самого дифференциального усилителя. Подробнее этот вопрос рассматривается в разделе «Расчет схемы». Для уменьшения искажений сигнала следует использовать керамические COG-конденсаторы. Для обеспечения высокой точности измерений, низкого дрейфа коэффициента усиления и минимального уровня искажений сигнала следует использовать пленочные резисторы с разбросом номинала 0,1% и температурной стабильностью 20 ppm/°C или с лучшими характеристиками. В серии обучающих видео «TI Precision Labs – ADCs», находящихся на сайте Texas Instruments, раскрывается методика расчета погрешностей в схемах с АЦП. Для уменьшения погрешностей, связанных с дрейфом коэффициента усиления, смещением, температурным дрейфом и шумами, следует ознакомиться с видео из раздела «Error and Noise». В серии обучающих видео «TI Precision Labs – ADCs» раскрывается методика выбора компонентов фильтра Rfilt и Cfilt. Номиналы этих компонентов зависят от полосы пропускания усилителя, частоты дискретизации и типа АЦП. Значения, полученные при расчете рассматриваемой схемы, позволяют получить хорошие динамические и частотные характеристики для усилителя, параметров усиления и АЦП. При изменении исходных параметров схемы следует произвести повторный расчет компонентов RC-фильтра. Обучающее видео «Introduction to SAR ADC Front-End Component» содержит информацию по расчету компонентов RC-фильтра с учетом требуемых динамических и частотных характеристик. Расчет схемы>> Поваренная книга разработчика аналоговых схем: аналого-цифровые преобразователи, глава 9 Представляем перевод главы из «Поваренной книги разработчика аналоговой электроники. АЦП», созданной инженерами компании Texas Instruments (TI). Многим уже знаком аналогичный цикл об операционных усилителях. Но АЦП – не менее важная часть сигнального тракта, а секретов и тонкостей в его применении никак не меньше. Приведены конкретные схемотехнические примеры, пошаговые инструкции с формулами, позволяющими адаптировать схему к конкретному проекту. Результаты расчетов дополнительно проверяются в программе SPICE-моделирования. Для каждой схемы рекомендован как минимум один АЦП производства TI, однако разработчик может использовать и другие изделия компании. От читателя требуется понимание базовых принципов работы АЦП. Мы продолжим публиковать на сайте compel.ru переводы глав этого цикла. Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства. Оформить подписку>>

Схема неинвертирующего усилителя со входным смещением используется для преобразования входного сигнала 1…3 В в положительный сигнал 0,05…4,95 В (см.рисунок). Она, в частности, применяется для масштабирования и смещения сигнала датчика с целью дальнейшей оцифровки при помощи АЦП. Рекомендуем отметить, что: следует использовать операционный усилитель в линейном рабочем диапазоне напряжений. Он определяется в схеме с разомкнутой обратной связью (AOL); диапазон синфазных напряжений должен соответствовать диапазону входных напряжений; источник опорного напряжения Vref должен обладать низким импедансом; входное сопротивление схемы является суммой сопротивлений R3 и R4; для обеспечения стабильности следует использовать резисторы обратной связи с номиналом менее 100 кОм. Использование высокоомных резисторов уменьшит запас по фазе и приведет к увеличению уровня собственных шумов схемы; частота среза схемы зависит от произведения коэффициента усиления на полосу пропускания (GBP) выбранного ОУ; дополнительная фильтрация может быть выполнена путем добавления конденсатора параллельно резистору R Этот конденсатор также повышает устойчивость схемы. Расчет схемы> Поваренная книга разработчика аналоговых схем: Операционные усилители, глава 23 Тим Грин, Пит Семиг, Колин Веллс (Texas Instruments) Представляем перевод главы из «Поваренной книги разработчика аналоговой электроники», созданной инженерами компании Texas Instruments (TI). Поваренная книга – сборник рецептов, а данный цикл статей – сборник стандартных схем с операционными усилителями. Каждой схеме посвящена отдельная статья, содержащая пример типового расчета с указанием формул и последовательности действий. Результаты расчетов дополнительно проверяются в программе SPICE-моделирования. Расчеты выполнены для конкретных усилителей из производственной линейки TI. Разработчик может использовать и другие изделия. От читателя требуется понимание базовых принципов работы операционных усилителей. Мы продолжим публиковать на сайте compel.ru переводы статей этого цикла. Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства. Оформить подписку>>

Всем известно, что операционные усилители должны иметь развязывающие конденсаторы по цепям питания, расположенные рядом с выводами микросхемы. Но почему, например, какой-то усилитель вдруг оказывается более склонным к самовозбуждению без надлежащей развязки? Ответы на эти вопросы расширят ваш кругозор и облегчат понимание ситуации. Коэффициент подавления шумов напряжения питания (Power supply rejection) характеризует способность операционного усилителя подавлять колебания и пульсации, возникающие на выводах питания. Например, на рисунке показано, что коэффициент подавления шумов очень высок на низкой частоте, но с увеличением частоты уменьшается. Таким образом, на высоких частотах наблюдается более слабое подавление возникающих помех. Мы часто думаем о внешних шумах, идущих от источника питания и мешающих усилителю. Но операционные усилители могут сами быть источником проблем. Например, выходной ток нагрузки течет от вывода питания. Без надлежащего развязывающего конденсатора импеданс на входе питания может быть высоким. Это позволяет переменному току нагрузки (AC) генерировать переменное напряжение на этом выводе и создает паразитный контур цепи обратной связи. Индуктивность вывода питания может дополнительно увеличить результирующее переменное напряжение. На высокой частоте, когда коэффициент подавления помех по питанию имеет малое значение, эта паразитная обратная связь может вызвать осцилляции. Подробнее>> Брюс Трамп "Руководство по проектированию устройств с операционными усилителями", глава 27. Мы продолжаем публиковать на сайте compel.ru переводы глав руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей. Статья является частью руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей (ОУ) – от выбора типа ОУ до тайных приемов опытного разработчика и хитростей отладки. Руководство написано Брюсом Трампом, инженером-разработчиком с почти тридцатилетним стажем, успевшим до Texas Instruments поработать в легендарной компании Burr-Brown. В настоящее время Трамп является ведущим блогером информационного ресурса Texas Instruments “E2E” по аналоговой тематике и готовит к печати книгу об операционных усилителях. Всего Брюсом написана 31 глава по данной теме. Мы постепенно опубликуем их все. Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства, чтобы как можно быстрее начать использовать тайные приемы и хитрости опытного разработчика в своей работе. Оформить подписку>>

Схема этого усилителя используется для преобразования входного сигнала 2…5 В в положительный сигнал 0,05…4,95 В, что представлено на рисунке. Она может использоваться для того чтобы масштабировать и смещать сигнал датчика для последующей его оцифровки на АЦП. Обращаем ваше внимание: задействуйте операционный усилитель в линейном рабочем диапазоне напряжений, который изображен на схеме с разомкнутой обратной связью (AOL); диапазон синфазных напряжений должен соответствовать диапазону входных напряжений; источник опорного напряжения Vref должен иметь низкий импеданс; входное сопротивление схемы представляет собой сумму сопротивлений R3 и R4; стабильность достигается за счет использования в цепи обратной связи резисторов номиналом менее 100 кОм. Применение высокоомных резисторов уменьшит запас по фазе и повысит уровень собственных шумов схемы; коэффициента усиления на полосу пропускания (GBP) выбранного операционного усилителя определяет частоту среза; для большей фильтрации добавьте конденсатор параллельно резистору R, он также повысит устойчивость схемы. Расчет схемы> Поваренная книга разработчика аналоговых схем: Операционные усилители, глава 22 Тим Грин, Пит Семиг, Колин Веллс (Texas Instruments) Представляем перевод главы из «Поваренной книги разработчика аналоговой электроники», созданной инженерами компании Texas Instruments (TI). Поваренная книга – сборник рецептов, а данный цикл статей – сборник стандартных схем с операционными усилителями. Каждой схеме посвящена отдельная статья, содержащая пример типового расчета с указанием формул и последовательности действий. Результаты расчетов дополнительно проверяются в программе SPICE-моделирования. Расчеты выполнены для конкретных усилителей из производственной линейки TI. Разработчик может использовать и другие изделия. От читателя требуется понимание базовых принципов работы операционных усилителей. Мы продолжим публиковать на сайте compel.ru переводы статей этого цикла. Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства. Оформить подписку>>

Такие устройства, как, например, многофункциональные реле, датчики напряжения промышленной сети или системы управления железнодорожного транспорта, как правило, работают с дифференциальными сигналами, амплитуда и абсолютный (относительно общего провода) потенциал которых значительно превосходят диапазон рабочих напряжений АЦП. В этой главе приведен один из вариантов реализации узла, позволяющего оцифровывать подобные сигналы с помощью обычного АЦП последовательного приближения. В предлагаемой схеме (см.рисунок) прецизионный операционный усилитель осуществляет согласование высокоуровневого входного дифференциального сигнала со входом АЦП, причем коэффициент передачи узла на ОУ рассчитан таким образом, чтобы амплитуда сигнала на входе АЦП находилась в пределах ±10 В. Рекомендуем обратить внимание: Требуемый коэффициент усиления узла на основе операционного усилителя необходимо определять на основе параметров реального входного сигнала и с учетом возможностей АЦП, как описано в разделе «Выбор компонентов». Допустимый диапазон изменения входного синфазного сигнала определяется по методике, приведенной в разделе «Выбора компонентов». В рассматриваемой схеме амплитуда синфазной составляющей входного сигнала может принимать любые значения в диапазоне VInputCM. Пример расчета данного параметра для операционных усилителей OPA827 и OPA192 приведен в разделе «Выбор компонентов». Конденсаторы COG следует выбирать по критерию минимального уровня искажений. Для обеспечения требуемой точности оцифровки необходимо использовать пленочные резисторы с точностью 0,1% и температурным коэффициентом сопротивления 20 ppm/°C или выше. Чтобы минимизировать величины ошибок усиления, смещения и оцифровки, обратите внимание на анализ статистических характеристик схемы. При выборе компонентов коррекции частотной характеристики операционного усилителя следует руководствоваться требованиями к динамическим характеристикам системы. Значения Rfilt и Cfilt зависят от схемотехники узла сопряжения, рабочей полосы частот входного сигнала, а также частоты дискретизации АЦП. В приведенном примере показан один из наилучших вариантов реализации данной цепочки, однако при необходимости, например, при изменении схемы узла сопряжения, возможно, придется использовать другой RC-фильтр. Расчет схемы>> Поваренная книга разработчика аналоговых схем: аналого-цифровые преобразователи, глава 8 Представляем перевод главы из «Поваренной книги разработчика аналоговой электроники. АЦП», созданной инженерами компании Texas Instruments (TI). Многим уже знаком аналогичный цикл об операционных усилителях. Но АЦП – не менее важная часть сигнального тракта, а секретов и тонкостей в его применении никак не меньше. Приведены конкретные схемотехнические примеры, пошаговые инструкции с формулами, позволяющими адаптировать схему к конкретному проекту. Результаты расчетов дополнительно проверяются в программе SPICE-моделирования. Для каждой схемы рекомендован как минимум один АЦП производства TI, однако разработчик может использовать и другие изделия компании. От читателя требуется понимание базовых принципов работы АЦП. Мы продолжим публиковать на сайте compel.ru переводы глав этого цикла. Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства. Оформить подписку>>

Операционные усилители, стабилизированные прерыванием (Chopper op amps) отличаются очень малым значением напряжения смещения, что значительно уменьшает низкочастотный 1/f-шум. Как это происходит? На рисунке показан входной каскад операционного усилителя, стабилизированного прерыванием. Этот каскад построен на базе усилителя тока, управляемого напряжением. Входное дифференциальное напряжение на его входе преобразуется в дифференциальный выходной ток. Стабилизация прерыванием осуществляется с помощью коммутирующих переключателей, которые синхронно меняют полярность подключения на входах и выходах. Поскольку дифференциальные входы и выходы переключаются одновременно, то на выходном конденсаторе C1 присутствует сигнал постоянной полярности. Источник напряжения смещения внутреннего усилителя располагается после входных коммутирующих переключателей, поэтому его вклад в выходное напряжение периодически меняет знак при коммутации. Выходной ток, вызванный напряжением смещения, заряжает выходной конденсатор С1. Напряжение на С1 то увеличивается, то уменьшается с равной скоростью. Внутренняя логика обеспечивает равное время нарастания и спада, поэтому среднее выходное напряжение на C1 равно нулю. Таким образом, мы получаем нулевое смещение. Подробнее>> Брюс Трамп "Руководство по проектированию устройств с операционными усилителями", глава 26. Мы продолжаем публиковать на сайте compel.ru переводы глав руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей. Статья является частью руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей (ОУ) – от выбора типа ОУ до тайных приемов опытного разработчика и хитростей отладки. Руководство написано Брюсом Трампом, инженером-разработчиком с почти тридцатилетним стажем, успевшим до Texas Instruments поработать в легендарной компании Burr-Brown. В настоящее время Трамп является ведущим блогером информационного ресурса Texas Instruments “E2E” по аналоговой тематике и готовит к печати книгу об операционных усилителях. Всего Брюсом написана 31 глава по данной теме. Мы постепенно опубликуем их все. Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства, чтобы как можно быстрее начать использовать тайные приемы и хитрости опытного разработчика в своей работе. Оформить подписку>>

В данной главе описывается, как расширить диапазон входных напряжений SAR АЦП со встроенным аналоговым входным блоком (AFE) и снизить потери точности за счет применения метода двухточечной калибровки. Схема, представленная на рисунке, расширяет доступный диапазон входных напряжений ADS8598H с собственным диапазоном ±10…± 40 В. Это позволяет использовать более широкий входной диапазон напряжений без применения дополнительной аналоговой схемы понижения напряжения; вместо этого используется простой делитель напряжения для взаимодействия с AFE АЦП, понижающий напряжение на входе преобразователя. Для устранения возможных ошибок применяется соответствующий метод калибровки. Рекомендуем обратить внимание: 1. Используйте резисторы с малым дрейфом, чтобы снизить ошибки, вызванные температурным дрейфом, например, 50 ppm/°C с допуском 1% или выше. Обратите внимание, что стоимость высокоомных (от 1 МОм и выше) прецизионных резисторов с малым дрейфом может быть сравнительно высокой. 2. Для подобной конфигурации может понадобиться входной фильтр. Установка такого фильтра сразу после мощного входного сопротивления может привести к ошибкам из-за токов утечки конденсатора. Альтернативная схема с фильтрующим конденсатором на входе приведена далее. Расчет схемы>> Поваренная книга разработчика аналоговых схем: аналого-цифровые преобразователи, глава 7 Представляем перевод главы из «Поваренной книги разработчика аналоговой электроники. АЦП», созданной инженерами компании Texas Instruments (TI). Многим уже знаком аналогичный цикл об операционных усилителях. Но АЦП – не менее важная часть сигнального тракта, а секретов и тонкостей в его применении никак не меньше. Приведены конкретные схемотехнические примеры, пошаговые инструкции с формулами, позволяющими адаптировать схему к конкретному проекту. Результаты расчетов дополнительно проверяются в программе SPICE-моделирования. Для каждой схемы рекомендован как минимум один АЦП производства TI, однако разработчик может использовать и другие изделия компании. От читателя требуется понимание базовых принципов работы АЦП. Мы продолжим публиковать на сайте compel.ru переводы глав этого цикла. Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства. Оформить подписку>>

Область применения данной схемы -преобразование входного отрицательного сигнала -5…-1 В в положительный сигнал 3,3…0,05 В (см.рисунок). Она используется для преобразования отрицательного сигнала датчика в положительный сигнал для последующей оцифровки с помощью АЦП с однополярным входом. Рекомендуем обратить внимание: применяйте операционный усилитель в линейном рабочем диапазоне напряжений. Этот диапазон определяется в схеме с разомкнутой обратной связью (AOL); диапазон синфазных напряжений должен начинаться с 0 В (или быть ниже 0 В); импеданс источника опорного напряжения Vref должен быть низким; входное сопротивление схемы должно быть тождественно сопротивлению R2; для обеспечения стабильности следует использовать резисторы обратной связи номиналом менее 100 кОм. Использование высокоомных резисторов уменьшит запас по фазе и приведет к увеличению уровня собственных шумов схемы; частота среза схемы зависит от произведения коэффициента усиления на полосу пропускания (GBP) выбранного ОУ. Дополнительная фильтрация может быть обеспечена посредством добавления конденсатора параллельно резистору R. Этот конденсатор также улучшает устойчивость схемы. Расчет схемы>> Поваренная книга разработчика аналоговых схем: Операционные усилители, глава 21 Тим Грин, Пит Семиг, Колин Веллс (Texas Instruments) Представляем перевод главы из «Поваренной книги разработчика аналоговой электроники», созданной инженерами компании Texas Instruments (TI). Поваренная книга – сборник рецептов, а данный цикл статей – сборник стандартных схем с операционными усилителями. Каждой схеме посвящена отдельная статья, содержащая пример типового расчета с указанием формул и последовательности действий. Результаты расчетов дополнительно проверяются в программе SPICE-моделирования. Расчеты выполнены для конкретных усилителей из производственной линейки TI. Разработчик может использовать и другие изделия. От читателя требуется понимание базовых принципов работы операционных усилителей. Мы продолжим публиковать на сайте compel.ru переводы статей этого цикла. Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства. Оформить подписку>>

Низкочастотный 1/f-шум – довольно загадочное явление, его также называют фликкер-шумом (flicker-noise). На осциллографе с высоким разрешением развертки он имеет вид медленно меняющегося сигнала, на который накладывается более высокочастотный шум (см.рисунок). Еще одно название этого шума – розовый шум – также предполагает наличие значительных низкочастотных составляющих. Кажется, что фликкер-шум присутствует во всех физических системах и во всех естественных науках. Например, погодные/климатические модели имеют 1/f-компонент. Рассуждать о причинах его наличия в полупроводниках – слишком глубокая тема для данного руководства. Спектр фликкер-шума имеет номинальный наклон -10 дБ на декаду, что вдвое меньше, чем у RC-цепи. Обратите внимание, что квадрат его напряжения (или мощности) уменьшается со скоростью 1/f. Напряжение шума падает со скоростью 1/√f (F). Фактический наклон частотной характеристики может несколько меняться, но это не сильно сказывается на его поведении и не отменяет сделанных выводов. Подробнее>> Брюс Трамп "Руководство по проектированию устройств с операционными усилителями", глава 25. Мы продолжаем публиковать на сайте compel.ru переводы глав руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей. Статья является частью руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей (ОУ) – от выбора типа ОУ до тайных приемов опытного разработчика и хитростей отладки. Руководство написано Брюсом Трампом, инженером-разработчиком с почти тридцатилетним стажем, успевшим до Texas Instruments поработать в легендарной компании Burr-Brown. В настоящее время Трамп является ведущим блогером информационного ресурса Texas Instruments “E2E” по аналоговой тематике и готовит к печати книгу об операционных усилителях. Всего Брюсом написана 31 глава по данной теме. Мы постепенно опубликуем их все. Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства, чтобы как можно быстрее начать использовать тайные приемы и хитрости опытного разработчика в своей работе. Оформить подписку>>

Данная схема позволяет преобразовывать однополярный сигнал 0,1…2,4 В в дифференциальный сигнал ±2,3 В (см.рисунок). Диапазоны входных и выходных напряжений могут изменяться с учетом возможностей используемых ОУ. Рекомендуем обратить внимание: ОУ с rail-to-rail-входами и выходами обеспечивают максимальный размах входных и выходных напряжений схемы; использование ОУ с низким Vos и минимальным дрейфом смещения уменьшает смещение выходного сигнала; для уменьшения погрешности коэффициента усиления следует выбирать более точные резисторы; следует работать в линейном рабочем диапазоне напряжений ОУ. Этот диапазон обычно определяется в схеме с разомкнутой обратной связью (AOL); для обеспечения стабильности следует использовать резисторы обратной связи с небольшим номиналом и подключать дополнительную емкость параллельно резистору R2. Расчет схемы>> Поваренная книга разработчика аналоговых схем: Операционные усилители, глава 20 Тим Грин, Пит Семиг, Колин Веллс (Texas Instruments) Представляем перевод главы из «Поваренной книги разработчика аналоговой электроники», созданной инженерами компании Texas Instruments (TI). Поваренная книга – сборник рецептов, а данный цикл статей – сборник стандартных схем с операционными усилителями. Каждой схеме посвящена отдельная статья, содержащая пример типового расчета с указанием формул и последовательности действий. Результаты расчетов дополнительно проверяются в программе SPICE-моделирования. Расчеты выполнены для конкретных усилителей из производственной линейки TI. Разработчик может использовать и другие изделия. От читателя требуется понимание базовых принципов работы операционных усилителей. Мы продолжим публиковать на сайте compel.ru переводы статей этого цикла. Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства. Оформить подписку>>

Представленное решение для выборки данных аналогового входного блока SAR АЦП (см.рисунок) позволяет измерять истинное дифференциальное напряжение сигналов в диапазоне ±24 В (или для абсолютного диапазона входного сигнала VinP = ±12 В, VinN = ±12 В), обеспечивая высокое входное сопротивление при скоростях передачи данных до 500 ksps с 18-битным разрешением. Для буферизации входов дифференциального усилителя используется 36-вольтовый прецизионный усилитель с полным размахом напряжения и с малым значением входного тока смещения. Дифференциальный усилитель ослабляет и смещает сигнал в диапазон дифференциального и синфазного напряжений SAR АЦП. Значения в разделе выбора компонентов могут быть скорректированы с учетом различных уровней входного напряжения. Данная реализация схемы используется для точного измерения истинного дифференциального напряжения в испытательном оборудовании специализированного применения, платах сбора данных (DAQ) и модулях аналоговых входных сигналов, применяемых в системах на основе программируемых контролеров автоматизации, дискретных систем управления и программируемых логических контроллеров. Рекомендуем обратить внимание Проверьте величину линейного диапазона операционного усилителя (буфера) на основе значений синфазного напряжения и размаха выходного напряжения для линейного режима. Это описано в разделе выбора компонентов. Выберите усилитель с малой величиной входного тока смещения. Определите характеристики полного диапазона и синфазного диапазона АЦП. Это описано в разделе выбора компонентов. Определите требуемое ослабление напряжения для дифференциального усилителя на основе данных об амплитуде входного сигнала, полного диапазона АЦП и значений размаха выходного напряжения самого усилителя. Это описано в разделе выбора компонентов. Используйте конденсаторы COG для минимизации искажений. Используйте пленочные резисторы 0,1% 20 ppm/°C или лучших значений для повышения точности, снижения дрейфа коэффициента усиления и минимизации искажений. В обучающем видео «Понимание и калибровка смещения и усиления для систем АЦП» («Understanding and Calibrating the Offset and Gain for ADC Systems») приведены методы анализа ошибок. Рекомендуем ознакомиться с ресурсом по ссылке, чтобы узнать, как минимизировать ошибки усиления, смещения, дрейфа усиления и улучшить шумовые характеристики. Обучающее видео «Введение в выбор компонентов для входных каскадов SAR АЦП» («Introduction to SAR ADC Front-End Component Selection» рассказывает о методах выбора элементов для цепи фильтра Rfilt и Cfilt. Данные параметры компонентов зависят от полосы пропускания усилителя, частоты дискретизации преобразователя данных и конструкции самого преобразователя. Приведенные здесь значения позволяют получить хорошие показатели установления сигнала и динамические характеристики для усилителя, параметров усиления и преобразователя данных из данного примера. В случае изменения дизайна выберите другой RC-фильтр. Ознакомьтесь с обучающими видео Precision Labs, в котором представлена дополнительная информация по выбору RC-фильтра для получения наилучших характеристик по установлению сигнала и переменному току. Расчет схемы>> Поваренная книга разработчика аналоговых схем: аналого-цифровые преобразователи, глава 6 Представляем перевод главы из «Поваренной книги разработчика аналоговой электроники. АЦП», созданной инженерами компании Texas Instruments (TI). Многим уже знаком аналогичный цикл об операционных усилителях. Но АЦП – не менее важная часть сигнального тракта, а секретов и тонкостей в его применении никак не меньше. Приведены конкретные схемотехнические примеры, пошаговые инструкции с формулами, позволяющими адаптировать схему к конкретному проекту. Результаты расчетов дополнительно проверяются в программе SPICE-моделирования. Для каждой схемы рекомендован как минимум один АЦП производства TI, однако разработчик может использовать и другие изделия компании. От читателя требуется понимание базовых принципов работы АЦП. Мы продолжим публиковать на сайте compel.ru переводы глав этого цикла. Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства. Оформить подписку>>

В предыдущей главе 23 был исследован шум неинвертирующего усилителя, но не поднят вопрос о вкладе компонентов цепи обратной связи в общий шум схемы. Итак, как насчет шумов от R1 и R2 на рисунке? Общий шум на инвертирующем входе включает тепловой шум резисторов обратной связи и шумовой ток ОУ, взаимодействующий с R1 и R2. Вы можете рассчитать выходной сигнал, вызываемый этими источниками шума, используя базовые соотношения операционного усилителя: напряжение теплового шума R1 усиливается с коэффициентом усиления -R2/R1; напряжение теплового шума R2 поступает напрямую на выход; шумовой ток инвертирующего входа, протекая через R2, формирует на выходе шум, равный IN ⋅ R2. Эти источники шума не коррелированы, поэтому при расчете общего шума необходимо суммировать квадраты шумовых составляющих (см.формулы в статье). Существует более наглядный и интуитивно понятный способ оценить влияние этих источников шума. Было бы гораздо удобнее работать с источниками шума, если бы все они были подключены к неинвертирующему входу. Для этого можно разделить значение общего шума на выходе на значение коэффициента усиления. Этот способ приведения ко входу позволяет легко сравнивать влияние источников шума со входным сигналом. Подробнее>> Брюс Трамп "Руководство по проектированию устройств с операционными усилителями", глава 24. Мы продолжаем публиковать на сайте compel.ru переводы глав руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей. Статья является частью руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей (ОУ) – от выбора типа ОУ до тайных приемов опытного разработчика и хитростей отладки. Руководство написано Брюсом Трампом, инженером-разработчиком с почти тридцатилетним стажем, успевшим до Texas Instruments поработать в легендарной компании Burr-Brown. В настоящее время Трамп является ведущим блогером информационного ресурса Texas Instruments “E2E” по аналоговой тематике и готовит к печати книгу об операционных усилителях. Всего Брюсом написана 31 глава по данной теме. Мы постепенно опубликуем их все. Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства, чтобы как можно быстрее начать использовать тайные приемы и хитрости опытного разработчика в своей работе. Оформить подписку>>

Данная схема ограничивает скорость изменения выходного напряжения усилителя (см.рисунок). Ограничение касается скорости нарастания и спада. Очевидно, что скорость нарастания используемого ОУ должна быть больше, чем желаемое ограничение. Рекомендуем обратить внимание: ОУ усилительного каскада и ОУ ограничителя скорости нарастания должны быть проверены на устойчивость к самовозбуждению; нагрузочная способность операционного усилителя U2 должна быть достаточной для перезаряда емкости С1 и питания нагрузки. Расчет схемы>> Поваренная книга разработчика аналоговых схем: Операционные усилители, глава 19 Тим Грин, Пит Семиг, Колин Веллс (Texas Instruments) Представляем перевод главы из «Поваренной книги разработчика аналоговой электроники», созданной инженерами компании Texas Instruments (TI). Поваренная книга – сборник рецептов, а данный цикл статей – сборник стандартных схем с операционными усилителями. Каждой схеме посвящена отдельная статья, содержащая пример типового расчета с указанием формул и последовательности действий. Результаты расчетов дополнительно проверяются в программе SPICE-моделирования. Расчеты выполнены для конкретных усилителей из производственной линейки TI. Разработчик может использовать и другие изделия. От читателя требуется понимание базовых принципов работы операционных усилителей. Мы продолжим публиковать на сайте compel.ru переводы статей этого цикла. Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства. Оформить подписку>>

Поведение операционных усилителей в режиме ограничения скорости нарастания часто вызывает недопонимание Это объемная тема, поэтому давайте разбираться поэтапно. Между входами ОУ обычно присутствует очень небольшое напряжение, в идеале – ноль, не так ли? Но внезапное изменение входного сигнала временно приводит к тому, что контур обратной связи выходит из равновесия, создавая дифференциальное напряжение ошибки между входами операционного усилителя. Это заставляет ОУ увеличивать выходное напряжение для исправления ошибки рассогласования. Чем больше рассогласование, тем выше скорость нарастания сигнала на выходе. Однако увеличение скорости нарастания не бесконечно. При достаточно большом дифференциальном напряжении на входе скорость нарастания достигает своего предела. Если амплитуда входного прямоугольного импульса достаточно велика, то скорость нарастания выходного сигнала достигает своего предела. При дальнейшем увеличении амплитуды скорость нарастания на выходе не изменится. На рисунке 49 на примере простой схемы демонстрируется, почему так происходит. При постоянном входном напряжении в схеме с замкнутым контуром между входами операционного усилителя присутствует нулевое напряжение. Входной каскад сбалансирован, а ток IS1 равномерно распределяется между двумя входными транзисторами. Если напряжение входного прямоугольного сигнала превышает 350 мВ, то весь ток IS1 начинает протекать по одному плечу входного каскада. Этот ток заряжает (или разряжает) компенсационный конденсатор Миллера – C1. Скорость нарастания выходного сигнала (Slew rate, SR) – это скорость, с которой IS1 заряжает C1. Она равна IS1/C1. Подробнее>> Брюс Трамп "Руководство по проектированию устройств с операционными усилителями", глава 20. Мы продолжаем публиковать на сайте compel.ru переводы глав руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей. Статья является частью руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей (ОУ) – от выбора типа ОУ до тайных приемов опытного разработчика и хитростей отладки. Руководство написано Брюсом Трампом, инженером-разработчиком с почти тридцатилетним стажем, успевшим до Texas Instruments поработать в легендарной компании Burr-Brown. В настоящее время Трамп является ведущим блогером информационного ресурса Texas Instruments “E2E” по аналоговой тематике и готовит к печати книгу об операционных усилителях. Всего Брюсом написана 31 глава по данной теме. Мы постепенно опубликуем их все.  Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства, чтобы как можно быстрее начать использовать тайные приемы и хитрости опытного разработчика в своей работе. Оформить подписку>>

Давайте рассмотрим некоторые базовые основы шумов усилителя с учетом особенностей, выявленных в предыдущей части. Неинвертирующая схема усилителя является наиболее распространенной для малошумящих приложений, поэтому я сосредоточусь именно на ней. Модель источника входного сигнала на рисунке ниже представлена в виде источника шумового напряжения с последовательным сопротивлением RS. Известно, что сопротивление RS обладает собственным шумом, пропорциональным корню сопротивления. Цель малошумящего усилителя состоит в том, чтобы добавлять как можно меньше дополнительного шума к уже имеющемуся шуму источника сигнала. Шумовая модель усилителя включает в себя источник шумового напряжения, подключенный последовательно с одним из входов, и пару источников шумового тока, подключенных к каждому из входов (см.рисунок выше). Рассматривайте шумовое напряжение как изменяющийся во времени компонент напряжения смещения. Аналогичным образом шумовой ток представляет собой переменную составляющую входного тока смещения. Для этой схемы можно игнорировать шумовой ток на инвертирующем входе – его влияние, как правило, можно минимизировать. Подробнее>> Брюс Трамп "Руководство по проектированию устройств с операционными усилителями", глава 23. Мы продолжаем публиковать на сайте compel.ru переводы глав руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей. Статья является частью руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей (ОУ) – от выбора типа ОУ до тайных приемов опытного разработчика и хитростей отладки. Руководство написано Брюсом Трампом, инженером-разработчиком с почти тридцатилетним стажем, успевшим до Texas Instruments поработать в легендарной компании Burr-Brown. В настоящее время Трамп является ведущим блогером информационного ресурса Texas Instruments “E2E” по аналоговой тематике и готовит к печати книгу об операционных усилителях. Всего Брюсом написана 31 глава по данной теме. Мы постепенно опубликуем их все. Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства, чтобы как можно быстрее начать использовать тайные приемы и хитрости опытного разработчика в своей работе. Оформить подписку>>

Общий уровень шума усилителя сильно зависит от шума Джонсона, сопротивления источника питания и резисторов обратной связи. Почти каждый знает, что резисторы имеют собственный шум, но некоторые детали этого явления могут быть не вполне ясными. Давайте рассмотрим эту тему в рамках подготовки к будущему обсуждению шумов в схемах усилителей. Шумовая модель резистора (модель Тевенина) состоит из бесшумного резистора, включенного последовательно с источником шумового напряжения (см. рисунок ниже). Величина шумового напряжения для заданного частотного диапазона оказывается пропорциональной корню из произведения ширины диапазона, сопротивления и температуры (по Кельвину). Компания TI часто указывает значение шума для полосы шириной 1 Гц как его спектральную плотность (Spectral density). Теоретически шум резистора – «белый», это означает, что он равномерно распределен по частоте, то есть имеет одинаковое шумовое напряжение в каждой точке спектра. Значения шумов каждой полосы спектра шириной 1 Гц складываются как корень из суммы квадратов. При этом часто используется значение спектральной плотности в В/√Гц. Численное значение спектральной плотности такое же, как для шума полосы пропускания 1 Гц. Для расчета белого шума спектра произвольной ширины необходимо умножать квадратный корень из ширины спектра на значение шума. Для количественного определения полного шума требуется ограничить ширину спектра (см. рисунок ниже). Без задания частоты среза вы не знаете, какой объем шума вы интегрируете. Подробнее>> Брюс Трамп "Руководство по проектированию устройств с операционными усилителями", глава 22. Мы продолжаем публиковать на сайте compel.ru переводы глав руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей. Статья является частью руководства, посвященного практическим аспектам и особенностям проектирования электроники с использованием операционных усилителей (ОУ) – от выбора типа ОУ до тайных приемов опытного разработчика и хитростей отладки. Руководство написано Брюсом Трампом, инженером-разработчиком с почти тридцатилетним стажем, успевшим до Texas Instruments поработать в легендарной компании Burr-Brown. В настоящее время Трамп является ведущим блогером информационного ресурса Texas Instruments “E2E” по аналоговой тематике и готовит к печати книгу об операционных усилителях. Всего Брюсом написана 31 глава по данной теме. Мы постепенно опубликуем их все. Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства, чтобы как можно быстрее начать использовать тайные приемы и хитрости опытного разработчика в своей работе. Оформить подписку>>